阅读说明：本技术 压力触动型弧线运动控制系统 (Pressure touch type arc motion control system ) 是由 张德锋 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明属于摆动皮带的位置精确测量与控制技术领域,尤其是涉及一种压力触动型弧线运动控制系统,其特征在于包括相互连接的检测单元、现场仪表箱和工程师站,摆动皮带变频器,现场仪表箱包括电阻信号隔离变送器和直流电源,工程师站包括交换机和PLC系统,PLC系统与摆动皮带变频器相连接,检测单元包括滚动轮,检测弧线,设置在此检测弧形上的数个短弧线端点处的压力触动单元。本发明成本低廉、精度高,随着皮带的摆动,滚动轮会连续触动下方弧线轨迹上的压力触动装置,并将信号转化后传递至上位机系统,计算出每个弧线内的摆动速度,对各弧段的运行速度进行反馈控制,最终调节后实现各弧段内运行速度的最优化,均匀下料和链篦机平整进料。(The invention belongs to the technical field of accurate position measurement and control of a swing belt, and particularly relates to a pressure touch type arc motion control system which is characterized by comprising a detection unit, a field instrument box and an engineer station which are connected with each other, wherein the field instrument box comprises a resistance signal isolation transmitter and a direct current power supply, the engineer station comprises a switch and a PLC (programmable logic controller) system, the PLC system is connected with the swing belt frequency converter, the detection unit comprises a rolling wheel, a detection arc and a pressure touch unit arranged at a plurality of short arc line end points on the detection arc. The invention has low cost and high precision, along with the swinging of the belt, the rolling wheel can continuously touch the pressure touch device on the track of the lower arc line, and transmits the signal to the upper computer system after converting, calculates the swinging speed in each arc line, performs feedback control on the running speed of each arc section, and finally realizes the optimization of the running speed in each arc section after adjustment, uniform blanking and smooth feeding of the chain grate.)

压力触动型弧线运动控制系统

技术领域

本发明属于摆动皮带的位置精确测量与控制技术领域，尤其是涉及一种压力触动型弧线运动控制系统。

背景技术

在球团生产过程中，链篦机接收宽皮带上的生球，而宽皮带的生球由摆动皮带提供，因此，摆动皮带在宽皮带上的布料情况直接会影响链篦机上物料的均匀度，间接影响了球团的生产质量，所以对摆动皮带运行位置、速度的检测与控制十分重要。

传统的摆动皮带位置检测方式是用直线位移装置来近似模拟摆动弧度，精度较低，且在计算机系统内编程控制较繁琐，拉丝装置损耗大，同时，拉丝较细易绊倒工作人员，有一定危险性。

发明内容

本发明的目的是开发一种成本低廉、精度高的压力触动型弧线运动控制系统，可以有效排除不必要的干扰对检测的影响。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的压力触动型弧线运动控制系统，其特征在于包括相互连接的检测单元、现场仪表箱和工程师站，摆动皮带变频器，所述的现场仪表箱包括电阻信号隔离变送器和直流电源，所述的工程师站包括交换机和PLC系统，所述的PLC系统与所述的摆动皮带变频器相连接，

所述的检测单元包括设置在摆动皮带下方的随皮带摆动的滚动轮，以摆动皮带下方皮带转动圆心为圆心的检测弧线，设置在此检测弧线上的数个短弧线端点处的压力触动单元，此压力触动单元与所述的电阻信号隔离变送器相连接，所述的电阻信号隔离变送器与所述的PLC系统相连接。

每个压力触动单元包括机械式压力触动装置，与此机械式压力触动装置并联的电阻。

位于行程两端的与所述机械式压力触动装置并联的电阻为500欧姆，位于行程内的与所述机械式压力触动装置并联的电阻为100欧姆。

所述的机械式压力触动装置包括外壳，设置在此外壳内的支撑结构，设置在此支撑结构底部的底部电路结构板，设置在所述支撑结构顶部的顶部受压胶垫，设置在所述支撑结构内部的工型接触片，设置在此工型接触片之间的复位弹簧。

所述的检测弧线为在物料前进正方向设置的检测弧线，此检测弧线被分割成单长10cm的26个短弧，所述的压力触动单元设置在每个短弧的端点。

本发明的优点：

本发明的压力触动型弧线运动控制系统，成本低廉、精度高，在满足检测与控制精度条件下，将弧线分割为26个短弧，单长10cm，在每个小弧线端点设计一处结构独特的机械式压力触动装置，并在摆动皮带下方设置随皮带摆动的滚动轮，随着皮带的摆动，滚动轮会连续触动下方弧线轨迹上的压力触动装置，并将信号转化后传递至上位机系统，上位机通过记录每个接点信号的间隔时间，计算出每个弧线内的摆动速度，并通过变频器对各弧段的运行速度进行反馈控制，最终调节后实现各弧段内运行速度的最优化，进而实现宽皮带的均匀下料和链篦机平整进料。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明图1的A向视图。

图3为本发明的检测弧线上的短弧段感应模块结构图。

图4为本发明测量原理图。

图5为本发明系统检测控制原理图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1-5所示，本发明的压力触动型弧线运动控制系统，其特征在于包括相互连接的检测单元、现场仪表箱和工程师站，摆动皮带变频器，所述的现场仪表箱包括电阻信号隔离变送器和直流电源，所述的工程师站包括交换机和PLC系统，所述的PLC系统与所述的摆动皮带变频器相连接，

所述的检测单元包括设置在摆动皮带1下方的随皮带摆动的滚动轮3，以摆动皮带1下方皮带转动圆心为圆心的检测弧线2，设置在此检测弧线2上的数个短弧线端点处的压力触动单元，此压力触动单元与所述的电阻信号隔离变送器相连接，所述的电阻信号隔离变送器与所述的PLC系统相连接。

每个压力触动单元包括机械式压力触动装置4，与此机械式压力触动装置4并联的电阻5。

位于行程两端的与所述机械式压力触动装置4并联的电阻5为500欧姆，位于行程内的与所述机械式压力触动装置4并联的电阻5为100欧姆。

所述的机械式压力触动装置4包括外壳，设置在此外壳内的支撑结构4-2，设置在此支撑结构4-2底部的底部电路结构板4-6，设置在所述支撑结构顶部的顶部受压胶垫4-4，设置在所述支撑结构内部的工型接触片4-1，设置在此工型接触片之间的复位弹簧4-3。

所述的检测弧线2为在物料前进正方向设置的检测弧线2，此检测弧线2被分割成单长10cm的26个短弧，所述的压力触动单元设置在每个短弧的端点。

本发明中，在满足检测与控制精度条件下，在摆动皮带1下方以皮带转动圆心为圆心，3.5m为半径，在物料前进正方向设置长度约2.6米的检测弧线2，将检测弧线2分割为单长10cm的26个短弧，在每个小弧线端点设置一处独特结构的压力触动单元，压力触动单元内的机械式压力触动装置4并联一个100欧姆的电阻5，行程两端的电阻5的阻值为500欧姆以做端点区别用，并联后装置串联一起构成整个检测弧线2。在摆动皮带1下方设置随皮带摆动的滚动轮3，随着摆动皮带1的摆动，滚动轮3会间断性的触动下方检测弧线2轨迹上的机械式压力触动装置4，并将电阻变化信号转化为4-20mA信号传递至PLC系统，PLC系统通过记录每个接点信号的间隔时间，计算出每个短弧线内的摆动速度，并通过变频器对速度进行反馈控制，最终调节后实现各弧段内运行速度的最优化，进而实现宽皮带的均匀下料和链篦机平整进料。

将机械式压力触动装置4并联一个阻值为100欧姆的电阻5，机械式压力触动装置4为常闭状态，即通常情况下，并联小电路的阻值为0欧姆，当机械式压力触动装置4受滚动轮3压力而打开时，电路中阻值变为100欧姆。采用26个并联小电路串联组合成长度为26m的弧形检测链条，每个并联电路的距离为10cm，即速度控制的小区间。

机械式压力触动装置4的结构由工型接触片4-1、复位弹簧4-3、顶部受压胶垫4-4、底部电路结构板4-6、支撑结构4-2及外壳组成。当顶部受压胶垫4-4被摆动运行的滚动轮3挤压时，工型接触片4-1克服复位弹簧4-3顶力，将工型接触片4-1底部预埋铜片4-5压开，脱离电路，使电路开路，此时电路的电阻5变为并联电阻的阻值100欧姆或500欧姆。同时，支撑结构可以防止顶部受压胶垫4-4带动周边触动单元的误动作。

摆动滚动轮3固定在摆动皮带1下方，并沿着半径3.5米的固定轨迹转动，精确的压在下方对应的机械式压力触动装置4上方，该设计不占用皮带外部空间，无危险性。

将检测到的阻值信号经过信号隔离变送器转化为4-20mA标准信号计给入PLC系统，PLC系统根据经过记录每个节点的时间，计算出每段路程的速度，进一步通过对速度的变频调整，实现PLC系统的监测、记录和速度控制，最终实现均匀布料。

具体实施细节如下：

（1）检测原理

如附图1所示，摆动皮带1伴随传动装置的旋转，按图中弧线做往复摆动，皮带上物料在头部摆动区域下落，本发明中，在摆动皮带1下方以皮带转动点为圆心，3.5m为半径，在物料前进正方向地面处设置长度约2.6米的检测弧线2，将检测弧线2分割为26个短弧，如附图4所示，在每个小弧线端点设置一处机械式压力触动装置4，各个机械式压力触动装置4串联，且并联一个100欧姆的电阻5，行程两端的电阻5阻值为500欧姆，以做区别。如图2所示，在摆动皮带1下方设置随摆动皮带1摆动的滚动轮3，随着摆动皮带1的摆动，滚动轮3会连续触动下方弧线轨迹上的机械式压力触动装置4，滚动轮3伴随摆动皮带1往复运动触动机械式压力触动装置4，整个检测电路的电阻5将以500Ω-100Ω（23个）-500Ω循环反馈，将电阻变化信号转化为4-20mA信号传递至PLC系统，PLC系统通过记录每个接点信号的间隔时间，计算出每个弧线内的摆动速度，利用阻值变化规律识别出每个测点的位置，并通过摆动皮带变频器对速度进行反馈控制，最终调节后实现各弧段内运行速度的最优化，进而实现宽皮带的均匀下料和链篦机平整进料。

（2）基本压力触动单元的设计

单个压力触动单元的结构为机械式压力触动装置4与100欧姆电阻5的并联构成，如附图2局部放大图所示，机械式压力触动装置4由工型接触片4-1、复位弹簧4-3、顶部受压胶垫4-4、底部电路结构板4-6、支撑结构件4-2组成。当顶部受压胶垫4-4被摆动运行的滚动轮3挤压时，工型接触片4-1克服复位弹簧4-3顶力，将工型接触片4-1底部预埋铜片4-5压开，脱离电路，使电路形成开路，此时电路的电阻5变为并联电阻的阻值100欧姆（当滚动轮3经过两端时为500欧姆，以此用来作为顶端标记）。将25块结构相同的弧形模块按附图3中的结构连接，即构成压力触动单元，每个压力触动单元前端与尾端为上下对扣连接，连接接通电路导线,包括信号线6和反馈线7。同时，支撑结构4-2可以防止顶部受压胶垫4-4带动周边触动单元的误动作。

（3）系统的检测控制

如附图5所示，整个检测与控制系统由检测单元、现场仪表箱、工程师站构成。现场仪表箱内包括电阻信号隔离变送器及直流电源，工程师站包括交换机、PLC系统。由检测单元传出的间断型电阻信号经过电阻信号隔离变送器，将电阻信号转化为4-20mA电流信号，PLC系统根据所采集的电流信号数值和信号间隔时间，判断出每个测点的位置及点与点之间的运动时间，继而计算出单段运行速度，并作出调节，反馈到摆动皮带变频器，最终实现变频器控制均匀布料。